DIMENSIONAMENTO DE ADUTORA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI 
ENGENHARIA CIVIL - CAMPUS ALTO PARAOPEBA 
DIMENSIONAMENTO DE ADUTORA 
Ouro Branco 
2017 
ANA FLÁVIA MORAES DE SOUZA 
GUILHERME TEIXEIRA MARTINS 
YASMIN ABDALA PEDROSA 
 
 
 
 
ANA FLÁVIA MORAES DE SOUZA 
GUILHERME TEIXEIRA MARTINS 
YASMIN ABDALA PEDROSA 
DIMENSIONAMENTO DE ADUTORA 
 
 
 
Trabalho apresentado ao professor 
Emmanuel Kennedy da Costa Teixeira 
como exigência da disciplina Hidráulica. 
Professor: Emmanuel Kennedy da Costa 
Teixeira. 
 
 
 
Ouro Branco 
2017 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. MEMORIAL DESCRITIVO..................................................................................... 4 
 
2. MEMORIAL DE CÁLCULOS ................................................................................. 6 
 
2.1 CÁLCULOS DA VAZÃO ........................................................................................ 6 
 
2.2 DIMENSIONAMENTO DO PRIMEIRO TRECHO ................................................. 6 
 
2.3 DIMENSIONAMENTO DO SEGUNDO TRECHO ............................................... 11 
 
3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 15 
 
 
4 
 
1. MEMORIAL DESCRITIVO 
 
 Este trabalho foi proposto com o intuito de dimensionar uma adutora de água 
tratada (AAT) de 1200 metros de extensão, necessária para interligar os reservatórios 
R1 e R2 situados na cidade de Viçosa, Minas Gerais. 
 As linhas adutoras são o conjunto de encanamentos responsáveis pelo transporte 
de água em um sistema de abastecimento. Essa canalização conduz a água entre as 
unidades que precedem a rede de distribuição local. 
 O traçado dessas adutoras é erigido de acordo com a topografia e as 
características do solo em questão. Na figura 1 abaixo podemos observar o perfil da 
tubulação e a linha piezométrica traçada entre os reservatórios. Como a água não está 
sob pressão positiva em todo momento, percebemos que a canalização pertence ao 
Traçado 2. 
 
Figura 1 – Linha Piezométrica entre os reservatórios 
 
 
 Como solução para o problema do Traçado 2, é instalada uma caixa 
intermediária de passagem de água no ponto mais alto do terreno, aberta à pressão da 
atmosfera. Essa caixa em pressão atmosférica faz com que a linha piezométrica não 
possa cortar a tubulação, eliminando as possibilidades de formação de bolsas de ar e de 
pressões negativas. 
 O material utilizado em todo o trecho de 1200m foi o tubo de plástico (PVC), 
variando apenas a sua bitola. Para a escolha do material foi levado em consideração o 
seu custo e seu peso inferior quando comparado aos tubos de alumínio e de ferro 
fundido. Estudos mostram que projetos utilizando tubulações em PVC são até oito vezes 
5 
 
mais rápidos de serem executados em relação aos que utilizam o ferro fundido, por 
exemplo. Além disso, com esse tipo de material não é necessária à utilização de soldas e 
parafusos, o que aumentaria o custo e o tempo da instalação. A única restrição ao uso do 
tubo de PVC seria o fato de que no Brasil o máximo diâmetro nominal fabricado é de 
300 mm, porém, como em nosso projeto os diâmetros calculados não ultrapassaram os 
0,3m, eles atendem perfeitamente. 
 Para um mais rápido e preciso dimensionamento foi usado o software SisCCoH 
1.0, que é um sistema desenvolvido na UFMG para ajudar no cálculo de componentes 
hidráulicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
2. MEMORIAL DE CÁLCULOS 
2.1 CÁLCULOS DA VAZÃO 
 
Para o inicio do dimensionamento, é necessário encontrar a vazão que será 
conduzida pela canalização. Essa vazão foi facilmente encontrada pela Equação 1. 
 
Q (L/s) = 60 + ∑ UAMI (1) 
Onde: 
 Q = vazão, em L/s 
 ∑ UAMI = Somatório dos últimos algarismos da matrícula dos integrantes 
 Como o somatório da matrícula dos três integrantes do grupo é igual a 24, 
encontramos pela fórmula uma vazão de 84 L/s à ser transportada na adutora. 
 
2.2 DIMENSIONAMENTO DO PRIMEIRO TRECHO 
 
 O primeiro trecho possui 560 metros, que vai do reservatório 1 até o ponto mais 
alto da tubulação. Para encontrar o primeiro diâmetro, é necessário utilizar a Equação da 
Energia (2) entre o R1 (reservatório 1) e a CP (caixa de passagem). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (2) 
Onde: 
 
 
 
 e 
 
 
 = cargas de pressão no reservatório 1 e na caixa de passagem, 
respectivamente; 
 
 
 
 
 e 
 
 
 
 = energia cinética no reservatório 1 e na caixa de passagem, 
respectivamente; 
 e = cotas de elevação do reservatório 1 da caixa de passagem, 
respectivamente; 
 = perda de carga total entre o reservatório 1 e a caixa de passagem. 
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 Como ambos os pontos estão abertos e sujeitos a pressão atmosférica, eles 
apresentam carga de pressão igual a 0. Além disso, devido ao grande dimensionamento 
que eles possuem, podemos desprezar a energia cinética de ambos. A cota de elevação 
de R1 é igual a 810m e de CP é igual a 806m. Substituindo os valores na fórmula, 
encontramos uma perda de carga de 4m. 
 Após obter o valor da perda de carga total do trecho, igualamos esse número à 
Equação Universal (3), que nos dará o valor do diâmetro 1. 
 
HT = 
 
 
 (3) 
Onde: 
 HT = perda de carga total; 
 f = fator de atrito; 
 LR1-CP = tamanho do trecho R1 – CP; 
 Q = vazão; 
 g = 10; 
 D = diâmetro. 
 
 Sabemos que a perda de carga total é igual a 4m, o trecho possui 560m e vazão 
de 84 L/s. Porém, não temos o valor do fator de atrito e do diâmetro, que é o nosso 
objetivo final. Com isso, utilizamos o software SisCCoH 1.0, que nos auxiliou nos 
cálculos. 
 No programa, selecionamos a opção de cálculo pela Equação 3 e, mais abaixo, 
optamos por encontrar “Diâmetro e Velocidade”. Ao escolher essas opções, o sistema 
nos pede os valores da vazão (m³/s), da perda de carga unitária (m/m), da aspereza 
relativa (mm) e da viscosidade cinemática (m²/s). 
 A perda de carga unitária pode ser calculada externamente pela Equação 4. 
 
 
 
 (4) 
Onde: 
 J = perda de carga unitária (m/m); 
 HT R1-CP = perda de carga total (m); 
8 
 
 LT = tamanho do trecho (m). 
 
 Com perda de carga total de 4m e um trecho de 560m, encontramos uma perda 
de carga unitária de 0,0071428 m/m. 
 Após encontrarmos o J, podemos substituir todos os valores no programa, visto 
que a aspereza relativa pode ser encontrada selecionando o tipo de material da 
tubulação (Tubo de plástico) e a viscosidade cinemática pode ser encontrada inserindo 
a temperatura da água (20°C). 
 
Figura 2 – Preenchimento dos dados necessários 1 
 
 
 
 Após os cálculos do programa, obtemos um fator de atrito de 0,01514 e um 
diâmetro de 0,262064m. 
9 
 
Figura 3 – Resultados do 1° trecho 
 
 
 
 Como o diâmetro calculado não é comercial, é necessário fazer o teste com os 
diâmetros comerciais aproximados. Nesse caso, testaremos o de 0,30m e o de 0,25m. 
 No programa, selecionamos a opção de encontrar “Velocidade e Perda de Carga 
Unitária”, de modo que podemos colocar o nosso diâmetro de teste. 
 
Figura 4 – Preenchimento dos dados necessários (2) 
 
 
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 Após os cálculos do programa, obtemos uma perda de carga de 2,05m. E a caixa 
de passagem fica na cota de 807,95m. 
 
Figura5 – Resultados do primeiro trecho (2) 
 
 
 Faremos o mesmo procedimento para o diâmetro de 0,25m, o resultado 
encontrado esta apresentado a seguir. 
 
Figura 6 – Resultados do primeiro trecho (3) 
 
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Assim, concluímos que um diâmetro de 0,25m, não corresponde, pois, a caixa 
de passagem ira ficar na cota 804,94, ficando abaixo da cota do terreno e podendo 
ocorrer pressão negativa no primeiro trecho. Logo o diâmetro adotado será o de 0,3m e 
a do nível de água será de 807,95. A perda de carga unitária, iremos utiliza a Equação 
4. 
2.3 - DIMENSIONAMENTO DO SEGUNDO TRECHO 
 
Como a cota da caixa de passagem (CP), calculada anteriormente, é de 807,95m 
e a cota do reservatório 2 (R2) deve se manter constante em 784m, o trecho CP – R2 é 
equivalente a 640m. Para o cálculo da perda de carga unitária foi utilizada a Equação 4, 
encontrando um valor para J de 0,0374 m/m. 
Para encontrar o diâmetro pode-se utilizar a Equação 2 ou utilizar o SisCCoH, 
como mostrado na Figura 7. 
 
Figura 7 – Resultados do segundo trecho 
 
 
Assim, o valor do diâmetro encontrado é de 0,1881m, como mostrado na 
Figura 8. 
12 
 
Figura 8 – Resultados do diâmetro 
 
 
Mais uma vez o diâmetro encontrado não é um valor comercial, e, por isso, 
testamos os valores de 0,15m e 0,20m. Estes dois valores são os tamanhos mais 
próximos do diâmetro encontrado e são existentes no mercado. 
Como o valor do reservatório 2 deve se manter constante a todo momento, foi 
necessário utilizar dois valores de diâmetros no trecho. Assim, o trecho que vai da caixa 
de passagem até o reservatório 2 foi dividido em duas partes, L1 e L2, ficando eles com 
os diâmetros de 0,15m e 0,2m, respectivamente. Substituindo os diâmetros encontrados 
na Equação 2, obtemos o valor da perda de carga unitária. 
 
Figura 9 – Dados para cálculo da perda de carga unitária 
 
 
13 
 
 O valor obtido da perda de carga unitária encontrado encontra-se na 
Figura 10: 
 
Figura 10 – Resultados da perca de carga unitária 
 
 
A partir dos valores encontrados da perda unitária, ficamos com a seguinte 
Equação 5: 
 (5) 
 
Para a solução da Equação 5 foi necessário a adição da Equação 6, pois 
tivemos um sistema. A soma dos trechos corresponde a 640. 
 
 
 
Resolvendo o sistema chegamos ao valor de 70,16m e 569,84m para L1 e L2, 
respectivamente. Para aferirmos se os diâmetros e as distâncias adotadas correspondem 
com a cota entre a CP e o R2, utilizamos o programa para determinar o Δh em cada 
trecho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 11 – Resultados do Δh 
 
 
Após a determinação das Δh de cada trecho, essas perdas de carga foram 
somadas, obtendo um valor de 23,95m. Esse número corresponde a diferença das cotas 
entre CP e R2, sem alterar o nível de água inicial do segundo reservatório. O diâmetro e 
os correspondentes tamanhos dos trechos estão mostrados na Figura 12. 
 
Figura 12 – Traçado final 
 
 
 
 
 
 
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3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
PORTO, R. d. (2006). Hidráulica Básica. São Carlos, SP: EESC USP. 
 
FREIRE, P. K. (2000). Estudo Corporativo Entre Metodologias de Dimensionamento 
Econômico de Adutoras. Acesso em 21 de Agosto de 2017, disponível em 
<http://www.cprm.gov.br/publique/media/Diss_Paula.pdf/